автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Базальтоволокнистi полiмерметалевi ремонтнi композицii

РГ6 ОйодЕСШЙ! ІШМЕШО-БУДШЛЬШІЙ 1НСГШТ

1 5 ІІОЯ.ИЗЗ

На правах рукопису СТРОКОЙ Дмитро Ярославович

БАЗАЛЬТОВОЛОКНИСТІ ПШіЮЕШШ РЕМОНТНІ ' . КОШОЗЩІЇ •

Спеціальність: 05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби

АВТОРЕЇЕРА1 дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

Одеса 1993

Дисертацією є.рукопис.

Робота виконала в Інституті гідротехніки і меліорації /ІТЩ/ Академії аграрних наук, м. Київ. ■

Науковий керівник - кандидат технічних наук,

. старший науковий співробітник . В.Б.РЕЗНІК. ' ,

Офіційні опоненти: '

1. Член-кореспондент Академії інженерних наук України, доктор технічних наук,, професор В.А.ЛИСЕНКО. '

2. Лауреат премії Ради Міністрів СРСР, кандидат технічних наук Є.К.КАРАПУЗОВ. •

Провідна організація - Український науково-дослідний і проект ний інститут цивільного сільського бу-. дівництва "УкрНДЩивільсільбуд"

Міністерства в справах будівництва і ■ пгхітектури, м. Київ.

Захист відбудеться "/ЦЛІ}Р&~Ї992 р. о ^'годГна засідан

спеціалізованої вченої Ради Д 068.41.01 в Одеському інженерно-буд

вельНому інституті за адресою:

270029 м. Одеса, вул. Дідріхсона 4.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Одеського інже^ нерно-будівельного інституту за зазначеною адресою.

Автореферат розісланий р.

Вчений секретар .

спеціалізованої вченої Ради, •

канд.техн.наук, доцент Н.О.МАЛАХОВА

. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ .

Актуальність роботи. Металеві будівельні конструкції /Жіі/, що експлуатуються в різних галузях промисловості, сільському і водному господарстві, незалежно від їх призначення знаходяться під впливом агресивних факторів середовища.'Спільно з дією експлуатаційних навантажень це призводить до виникнення пошкоджень і, тпким чином, до зниження рівня експлуатаційної надійності,скорочення строків служби МБК. Технічні заходи, спрямовані на відновлення працездатності і надійності МБК, в значній мірі пов*язані з ремонтом пошкоджених поверхонь їх вузлів і деталей. При цьому полімерні композиційні матеріали ви-

користовують для улаштування на них ремонтних шарів. Використання ПКМ все більше поширюється - це пояснюється тим, що технології їх застосування прості, не трудомісткі, не потребують складного обладнання; для них характерні низька енергомісткість і раціональна матеріаломісткість /в т.ч. полімеромісткістіг/. Ремонтний шар, улалтований на відновленій поверхні, повинен мати високі фізико-механічні властивості і забезпечувати працездатність відновленого об’єкту на протязі залишку стрзка експлуатації або на протя-зі міжремонтного періоду. Крім цього, різноманітність умов застосування потребує створення технологічно гнучкої системи ремонтних ПКМ. Цим обумовлена актуальність розробки ефективних ремонтних композицій, властивості яких можуть регулюватись в достатньо пироких межах в залежності від умов конкретного виду ремонту. Ця задача може бути вирішена за рахунок- використання раціонально наповнених . 5агатокомпонентних композицій, в т.ч. армованих неорганічними волок--шетими матеріалами, .

Мета роботи: дослідження і оптимізація ефективно наповнених ПКМ з волокнистим армуванням для ремонту поверхневих пошкоджень і відновлення водонепроникност і МБК.'

Для досягнення мети вирішені слідуючі задачі.

І., Проаналізовані типи поверхневих пошкоджень АБК, що знижують Сх експлуатаційну надійність, можливості застосування ремонтних ПКМ ?а’умови роботи ремонтних шарів. . .

2. Визначені склади ремонтних ПКМ шляхом підбору вихідних мате-)іалів і дослідження фізико-технічних властивостей композицій.

3. Встановлені і проаналізовані закономірності впливу рецептур-

ах факторів ремонтних ШМ на їх основні технологічні і механічні ха-іактеристики. •

4. Проведена оптимізація рецептур, спрямована на забезпечення іимог,’ що пред’являються до ПКМ в залежності від умов ремонту і умов

роботи ремонтного шару при подальшій експлуатації МБК.

Ь. Досліджена стійкість розроблених ПКМ у воді і нафтопродуктах, а також водонепроникність і зносостійкість улаштованих з них ремонтних шарів. -

6. Здійснено перевірку результатів досліджень шляхом-застосу-■ пяння ПКМ в виробничих умовах. .

Дослідження виконані згідно з Держзамовленням /Ї986-І990 рр,/ Галузевого плану Мінводгоспу "Технології ремонтно-відбудовчих робіт на гідротехнічних спорудах /ГТО/”, а також по госпдоговірній темі Мінводгоспу "Розробити та впровадити технології та засоби ремонтно-відбудовчих робіт на ГТС". .

Наукова новизна роботи.

Запропоновано композиційний матеріал - базальтоволокнисті полі-мєрметалеві ремонтні композиції /ІШМК/ на основі модифікованого епої сидного в’яжучого, БПМК містить комплекс мінерально-металевих наповнювачів і армуюче базальтове волокно. На підставі результатів проведених досліджень одержано експериментально-статистичні моделі, що відображують залежність міцності /при стиску, вигині та відриві/ і рухливості БІІШ від структурного фактора - товщини плівки в’яжучого на частинках наповнювача і армуючих волокнах, а також від вмісту волокна в композиції і співвідношення мінеральної і металевої частин комплексу наповнювачів. Оптиміу. пала рецептура БПЖ для забезпечення потрібних показників міцності і технологічності в різних умовах ремонту. Визначені області раціонального застосування спеціальних технологічних заходів - пошар " го укладення армуючого матеріалу і укладення композиції на шар пр.Лмсру. Композиції, які містять армуюче базальтове волокно і металевий наповнювач, мають високу водостійкість Дст * 0,95/ і зберігають свої показники міцності в умовах дії нафтопродуктів.

Практичне значення роботи.

Розроблені відомчі /для організацій Держводгоспу/ виробничі ' рекомендації по вибору складів полімерних ремонтних композицій і те: нологій їх застосування. Дослідно-промислове впровадження здійснено на об’єктах Держводгоспу в Криму і Херсонській області. При цьому в розрахунку на І м3 застосованої композиції досягнуто економії матеріалів: металу /чавуну, сталі/- 70-80 т /за рахунок відновлення деталей,що були визнані нєремонтопридатними традиційними способами/ і

3-25 т /при відновленні труб/; епоксидної смоли - 460-520 кг /за ре. унок використання наповнених композицій при проведенні гідроізоля-ійних робіт/.

Автор захищає: .

- матеріалознавчу інформацію про вплив такого структурного фак-зру, як товщина плівки в'яжучого на частинках наповнювача і волоках армуючого матеріалу, а також про вплив вмісту волокна в компози-ії і співвідношення мінеральної і металевої частин комплексу напов-овачів, на механічні властивості і рухливість багатокомпонентної )ЛІмерної композиції;’

- результати оптимізації складів БПМК, спрямованої на зао'езпе-їння вимог міцності і технологічності, що пред’являються до компози-ії в залежності від умов застосування і умов роботи ремонтного шару;

- результати експериментальних досліджень стійкості базальтово- 1 жнистих полімерметалевих ремонтних композицій у воді та нафтопро-'ктах, а також досліджень водонепроникності і зносостікості ремонт-

ix шарів з БПМК; ' ■

' - технологію застосування БПМК при ремонті поверхневих пошкод- >

>нь і відновленні водонепроникності МБК; області науково-обгрунто-іного застосування спеціальних технологічних заходів; ;

- результати дослідно-промислового впровадження розроблених

їхнічних рішень. ,

Апробація роботи. Основні положення і результати роботи доповіла-, сь на нараді по застосуванню ефективних лолімербетонів в машинобуду-нні і будівництві /Йільнюс-1989/,на міжнародному конгресі по полі- ’

рам в бетоні /Москва-199?/і на міжнародному семінарі по експеримен-льно-статистичному моделюванню в комп’ютерному мотеріалознавстві деса-1993/. По темі дисертації опубліковано 4 друкованих роботи.

Об’єм роботи. Дисертація складається з вступу, п’яти розділів, гальних висновків і містить 142 сторінки машинописного тексту, ЗО люнків, 12 таблиць, бібліографію з 194 робіт /в т.ч, 73 зарубіж-

x джерел/, додатків. ’ • . -

.. ЗМІСТ РОБОТИ ■

Полімерні композиційні матеріали ДВД/ широко застосовуються на 1

зних спорудах, в тому числі - для захисту конструкцій від агресивної І середбвища, а також при ремонті пошкоджених конструкцій. Б^ектив- , сть застосування ПКМ неухильно зростає з розвитком науки, що їх ви-ає, в значній мірі завдяки внеску вітчизняних дослідників - О.С.Лг-

лотоса, В.В.Патуросва, В.І.Соломатова, І.М.Єлшина, В.А.Вознесенсь-кого, В.А.Лисєнка та інш. За кордоном також значна увага приділяється цій галузі матеріалознавства. Дослідженню ПКМ присвячують свої роботи Л.Сперлінг, Ю.Охама, Д.Фаулер, В.Парамесваран, Г.Шульц, Л.Чар-кецький, І.Нгколов і інш. Відомі технічні рішення по застосуванню ШШ при відновленні металевих конструкцій та обладнання. Більшість їх спрямована на усунення дефектів способом зклєювання або наклеювання різних пластирів. При цьому застосовуються фенольні, епоксидні, полі-урєтанові і інші низьков’язкі клейові склади. Наповнені ПКМ використовуються в основному для улаштування захисних покрить. '

Аналіз основних видів дефектів і пошкоджень Ї/ЕК, причин їх виникнення, а також особливостей наповнених ПКМ і технологій їх використання, дозволив зробити висновок про доцільність застосування матеріалів цього класу пр>і ремонті поверхневих пошкоджень і відновленні во-цонгпрн.’.кноеті ЖК: трубопроводів /включаючи напірні/, резервуарів, огороджуючих конструкцій і ряду корпусних деталей.

Сформульована робоча гіпотеза: розглядаючи наповнені ПКМ як гетерогенні багатокомпонентні системи, враховуючи роль поверхневих і між-фазних явищ і їх вклад в фізико-механічні властивості ПКМ, е можливість цілеспрямованого регулювання цих властивостей за рахунок зміни ступеня наповнення і кількісного співвідношення наповнювачів, різнорідних по активності, формі і розміру частинок; при цьому мета регулю вання полягає в забезпеченні вимог, що пред’являються до ПКМ, і які можуть змінюватися в широких м. ¡х в залежності від умов застосування Базальтоволокнисті полімермрталеві ремонтні композиції /Ї>ПЩ/ являють собою композиційний мат піал на полімерному в’яжучому холодно го твердіння, який містить коьлкпкс дисперсних наповнювачів /КН/і армуюче базальтове волокно /Б8/. Виходячи з аналізу даних науково-технічної літератури і результатів порівняльних досліджень, було вирішено використати як в’яжуче модифіковану епоксикаучукову композицію ''Макро", яка товарно випускається в Києві. Поряд з достоїнствами, властивими всім епоксидним в’яжучим, композиція "Макро" має високу ме ханічну міцність, високу хімстійкість і стійкість до стирання,водонепроникність і хороше зчеплення з металевою поверхнею. Композиція"Мак-ро" допущена Держкомітетом санітарно-епідеміологічного контролю до за стосування в системах господарчо-питного водопостачання. Вибраний за-тверджувач дицианетилдиетилентриамін марки УП-0633, що має довгі аліфатичні ланцюги,велику релаксаційну здатність і містить в ланцюгу дві нітрильні групи, здатні підвищити адгезійну міцність. Цей затвєр-

дкувач, крім того, має низьку леткість, знижені екзотермію процесу твердіння і токсичність, а також більшу розчинюючу здатність у парій--нянні з чистими амінами. •

Компонентами КН вибрані: мінеральний наповнювач загального призначення - андезитова мука /Щ/, металевий порошок і графітовий порошок /ТЦ/. Присутність в структурі композиції дисперсних металевих частинок повинна забезпечити підвищення зносостійкості і деформативно-міц-ностних властивостей ремонтного шару. Результати аналізу властивостей різних металевих порошків'обумовили вибір чавунного порошку ¡ЧП/. Для пари наповнювачів "АМ-ЧП" встановлена оптимальна дисперсність останнього, яка відповідає середньому розміру частинок 65-150 мкм.

.Як армуючий матеріал використані волокна базальтового ровінгу, які по міцності і стійкості в агресивних середовищах істотно персвищу-оть скловолокно, що застосовується традиційно. Крім того, наявність ча поверхні Ш силанольних і гідроксильних груп домішкових металів підвищує міцність зчеплення з епоксидною матрицею. Характеристики ком-юнентів КН і армуючого БВ приведені в табл.І.

-. Найбільш ефективним шляхом вирішення задачі розробки нового ІЖМ ї заданим комплексом властивостей і постуку його раціональних рецептур уія різних умов застосування, є використання експериментально-статис-гич'них моделей /ЕСіЧЛ особливо - структурованих ЕСМ /В.А.Вознесенсь-сий, Т.В.Ляшенко/. З метою виявлення впливу рецептури на основні властивості БЇЇМК реалізовано чотирифакторний експеримент. Виділені по ¡містовній ознаці дві підсистеми, які характеризують: /а/ полімерну «атрицю, що містить наповнювач загального призначення і армована іазальтовим волокном; та /б/ вміст спеціальних наповнювачів /Чй і ГЦ/.

Ефективність дії дисперсних наповнювачів в структурі ПКМ в основ-юму обумовлюється їх питомою поверхнею, характером упакування части» гак, вільною поверхневою енергією, а також наявністю на поверхні тих їй інших функціональних груп, які здатні вступати в хімічну взаємодію і компонентами в"ядучого. Властивості ПИЛ в значній- мірі обумовлюються їластивостями межових шарів полімеру на, поверхні частинок наповнювача, ¡рй цьому властивості полімеру змінюються на різному віддаленні від :оверхні /Ь.С.Ліпатов, В.А.Лисенко/. Отже з погляду матеріалознавства, собливий інтерес викликає залежність основних властивостей ПКіІ від акого структурного фактору, як середня.товщина <5^ плівки полімеру на вердих поверхнях частинок КН і армуючих БВ; для. цього фактору вибра-і рівні варіювання ■ 2,0^0,5 мкм. Другим варійованим факто-

ом в підсистемі "матриця" вибрано вміст БВ в композиції: =

!,0±2,0$ по масі. Варійованими факторами в підсистемі "спеціальні на-

. • Таблиця І

Компоненти КН і армуючий матеріал

Han — "і ннивач і ’.Середній: :Насипна: Питома Пімлімиа • rsrt-üw*« * шорма •/,Xi_a*nAs.rivlJ№

призна- чення найменування ¡частинок кг/м3 : мкм части-: нок : ма°а» ; „ : кг/м : м /кг

Спеціальні напоп- Чавунний порошок /ЧД7 7400 65-150 різна, ^ 15-25

нговач і Графітовий порошок /ГГ/ 2260 5-45 пластин- 640- п чата -І120 d0U

Загального призна чення _Андезитова 2650 5-45 ізоме- 1000— ста рична -1080

Армуючий матері- ал Базальтове волокно діаметром , 2750 -9.0 мкм /£В7 волокна - 150 ‘

повнювачі" вибрані частки компонентів в спільній масі КН: ЧП - пц * Хд = 0,60±0,20; ІБ - тг * » 0,05*0,05. ВикористаноИ-оптимальний

несиметричний план з 18 точками. Склади БПМК в дослідних точках плану розраховували за спеціально розробленим алгоритмом, що зв’язує обидві підсистеми через загальну питому поверхню КН.

Параметрами оптимізадії вибрані: основні механічні характеристи ки -• міцність при вигині 5В, при стиску Кс і при відриві Ка, а такозк технологічний гоказник рухливогті Р композиції, який оцінюється в ба лах: від І для дуже зв’язної композиції, що трудно укладається, до Е для литої композиції.

Одержано адекватні ЕСМ з усіма значущими оцінками коефіцієнтів, так для міцності при вигині £в модель має вигляд:

' 8в/МПа/ = 86 + ІхІ - 9х^ + 1x^2 + 4^хх3 . + 24х£ —■ 4х| +■ Зх^х^

+ І2х3

о

+ ІХ4 - 8x4.

. Всі структуровані ЕСМ графічно відображені за методом "квадрат на квадраті". На рис.Іа показаний один з дев’яти базових квадратів діаграми Рв "Гх^г/ на /хрх^/". Характер ізоліній ї„ вказує на пі; вищбння досліджуваного параметру зі збільшенням тц /х^/ та наявнгс' екстремуму по фактору х^ в області тг = 0,05. Перше можна пояснити підвищеною активністю ЧП в порівнянні з мінеральними наповнювачами,

і отже більш високим ступенем структурування в'яжучого при посиленії адгезійної взаємодії за рахунок функціональних груп на поверхні іастинок ЧП. Зміцнююча дія ГП обумовлена особливостями його криста-іічної будови та здібністю релаксувати внутрішні напруги в системі. Збільшення вмісту ГП понад лг ■ 0,05 призводить до зниження міцності композиції внаслідок низьких міцностних показників його частинок.

На рис.Іб показана діаграма змінювання в полі факторів не-;учого квадрату. Для її побудови із діаграми па Дрх^/"

іідібрані всі "найкращі" точки базових квадратів. Отже, узагальнюю-іий показник В”5* характеризує те, як найкращі значення І?в, досягну-рі регулюванням факторів базового квадрату, змінюються під впливом [акторів несучого квадрату. Рис.Іб вказує на дуже значний позитивний шлив фактору Х£ /С^/, як і слід було очікувати для ПКМ, армованого шсокоміцними волокнами, зв'язаними з полімерною матрицею міцними щгезійними зв’язками. Роль 5"в Др/ позначається в меншому ступені, соча тут виявляється оптимум в області а 2,0 мкм, що може поясню-)атись змиканням структурованих медових шарів в’яжучого, а отже під-)ищенням міцності полімерної матриці. Діаграма Рв у зворотних коор-;инатах - "А^х^ на /^.х^/", свідчить про те, що екстремум по фактору Х2 змінює своє положення в залежності від рівнів факторів Сд та Х4і

Діаграма ще одного узагальнюючого показника - чутливості .ї?в „¿¡^Лрх^/ приведена 'на рис.Іг. Чутливість в кожній точці факторного простору несучого квадрату визначається як різниця максималь-юго та мінімального значень досліджуваного' параметру в полі факто-)ів базового квадрату, що відповідає даній точці несучого квадрату, іаксимальна чутливість дІ?в спостерігається в області тов-

ітих плівок при максимальному вмісті БВ; при цьому ступінь впливу означених факторів /х^ та. х^однакова. Діаграма-дйв 'рис.Ів./ вказує на те, що чутливість Е*в обумовлюється масово»часткою Ш у складі КН; вміст ГП не впливає на чутливість властивості.

Аналогічні діаграми, побудовані для Б!с /рис.?/, вказують на наяв іібть екстремумів по всім факторам усередені досліджуваної області.

¡а відміну від 1?в, спостерігається оптимум С^: БВ зміцнює композицію ;о певного "насичення", після чого подальше збільшення Сб призводить \о грудкування волокон і розпушування композиції. Максимуми ї?с кон-і,ентруються в зоні середньої гГв на рис.26, та в .зоні найбільш пов-юї заміни мінеральних частинок частинками-ЧП на рис,2в. Чутливість 1®с міа^сІ,?са^на Рис*2г підвищується із збільшенням (Гв /х^7.

І* . 9 ' ,

І) тГ } 0,0

о,4о 6,50 цва $7а о,ватч

0,05

т

со

іо

МО

і

060

°І5 "і, 75 ¿,0 ¿‘,25 # ¿¿, М*Ч

г) V, ¡х*

000 ГПи

&

V \Л

\4 \ \ % ч V

ос,

40 2,5 6(/ ***

Глс.І. Діаграма Еп/кз,Х4^ /а/ в точці несучого квадрату х]=+І,х2=0 [іУвгї’.б мкм,^С<5у^%/ і діаграми узагальнюючих показників: максималь

ніД'міцності Ев^/х^хЗ/ /б/ та чу підсистем "спеціальні наповнювач1

О) $0

чутливості лИвтиІ в полі факторі 'і /Ь/ і "матриця" /іу

X,

і)с?

т

І

І

І!*

гт

І5 {75 ¿0 2,25 8,5 5лм*Н

0,80 тц

йот міцності Кс* в полі факторів підсистем "матпиїм яльмт наповнювач і"/в/ та чутливості -¿т)

Із аналізу узагальнюючих показників для Rc і ї?в виходить, що золь ГП в керуванні екстремальними значеннями показників відносно не-зелика. Одночасне досягнення достатньо високих значень І?в і Rc можливе тільки при умові певного компромісу, який при т.ч= 0,60-0,80 зна-содиться в пересіченні зон різного вмісту БВ, хоча по á*B і т.г опти-луми приблизно співпадають. Максимальне підвищення Р0 потребус звільнення щ.ц, тимчасом як максимум Rc досягається при відносно малому змісті ЧП, особливо - при високому ступені наповнення композиції.

Аналіз сукупності діаграм для RB, Rc, 1?а і Р показує, що хаотич-іе армування БГО.Г доцільне при вміст і БВ менше 2%, подальшо підвшцен-т показників міцності забезпечується пошаровим введенням більшої кількості БВ /до А%/ або орієнтованим армуванням безперервним БВ

і вище/. Зниження високонаповнених складів БПМК, що мають ви’ а.

20кі Рв і рс, може бути скомпенсоване укладенням композиції на шар іраймеру, що значно розширся інженерно доступну область жорстких складів БПМК. .

Структура затверділої БПМК з хаотичним армуванням характеризується певним ступенем упорядкованності - більш крупні частинки ЧП оточені полімерною матрицею, наповненою мінеральними компонентами КН. Для оптимальних по PQ і Rc складів характерним р, стан в’яжучого у вигляді хаотично орієнтованих плівок навколо зерен мінеральних наповнювачів. Армуючі волокна в основному випрямлені і орієнтовані вздовж поверхонь розділу матриці і ЧП. Для складів з граничним вмістом січеного БВ характерне вигинання і переплетіння волокон, а також збільшена кількість пор.

:Дяя визначення розрахункових значень мішюстних характеристик БПМК досліджено водо- і маслостійкість композицій. Стійкість оцінювали по зміненню Rn і R_. Установлено, що склади БПІ<К, які наближа-

О СІ '

ються до оптимальних по міцності, характеризуються високою водостійкістю /кст до 0,95 по Рв і до 0,80 по і зберігають міцність в нафтопродуктах. Зниження показників міцності БПМК пов’язане з розм’якшенням полімерної матриці і деяким зниженням її адгезії до частинок наповнювачів.

З врахуванням цілей ремонту поверхневих пошкоджень і відновлення водонепроникності ЬБК, а також можливості застосування БІМС -технологічно гнучкої системи композицій з регульованими фізико-тех-нічними властивостями, запропонована загальна блок-схема технологічного процесу ремонту МБК з використанням БПМК /рис.З/.

Виходячи з аналізу умов роботи ремонтних шарів і відповідних розрахунків, визначено нормативні значення властивостей БЛМК для найбільш типових видів ремонту /табл.2/.

Області допустимих рішень одержані суміщенням діаграм "квадрат на квадраті" з нанесеними ізолініями нормативних значень показників /рис.47 по табл.2. На несучих квадратах нанесені ізолінії об’єму допустимих рішень &. Як видно

Таблиця 2 '

Технічні вимоги до БПМК ■

Індекс робіт і ; 2 ... ... з ■

Вид ремонту Відновлення водонепроникності стінок: Закладення дефекту на пласкій горизонтальній поверхні ■

напірний трубопровід резервуар

Ремонтний' шар зовнішній, товщина 2 мм внутрішній, товщина 3 мм заповнення дефекту

8И, Ша не менше 70 не менше 40 ' не менше 50

Ес, Ша не нормується не менше 100 не менше 120

Ка, МПа не менше 12 не менше 10 не менше 10

Р, бали від'2,8 до 4,0 ■не більше 3,0 не менше 3,0

з рис.4, в залежності від веду ремонту "дозволені" області істотно змінюються і змінюють своє положення в межах досліджуваного факторного простору. З одного боку, це підтверджує необхідність розробки гнучкої'системи ремонтних ПКМ з керованими властивостями, з іншого боку - доказує, що система компонентів БПМК дозволяє керувати властивостями композиції в широких межа,х за рахунок зміни кількісного ' співвідношення компонентів. • . , ■

. Дослідженнями водонепрникності ремонтних шарів, улаштованих із скліідів БГКК, оптимізоваяих по фізико-технічним властивостям /рис.4%/ на трубам: із крізкш.-/. пошкодженнями" стінки, встановлено, що при діа-

Оцінк’а

¿ОСТЄЖЄіі ЧЯ-

Об’пкту

иОір конструкції ремонтногс

шару

Об1 окт ремонту

Епб ір технології ремонту

Реалізація тєхнічних р ішень

Визначений вимог до БПШ

Оптиміза-

ція

рецептур,

Рис.З. Блок-схема технологічного процесу^ремонту МБК із застосуван-

Рис.4. Оптимізація рецептури БЩ-К для відмовлення водонепроникності стінки налірного трооогтров їда /а/, резервуару /б/ ита закладеннл дефекту на пласкій горизонтальній поверхні пу . Нормативні значення показників - по табл.2. Заборонені області задітриховані.. [золінії:

- - - - -міцності при вигині І?в; ......... -міцності прл відриві Ка;

ххххххх -міцності при стиску 5?с; --------- -рухливості Р.

ІЗ

метрі дефекту 10 мм для хаотично армованого шару товщиною 4-5 мм водонепроникність складає 3,5-4,0 Мїїа, що достатньо для напірних систем з робочим тиском до 2,0 Шіа. Ремонтні шари, улаштовані з використанням технології намотки безперервним БВ, мають підвищену водонепроникність - до 4,5 МПа і вище. Установлено, що зносостійкість ремонтних шарів БПМК /рис.4^7 обумовлюється головним чином вмістом ЧГІ в композиції. Вміст БВ має оптимум по зносостійкості в області Сб = І,5-2,0% для хаотичного армування.

Результати досліджень використані при підготовці відомчих рекомендацій по вибору складів БПМК і технологій використання цих скла дів при проведенні ремонтних робіт. Рекомендації містять оптимізова-ні склади БПМК для різних видів і технологій ремонту МБК. Перевірка результатів досліджень здійснена у виробничих умовах на об’єктах Держводгоспу: в Херсонській області на Іван'івському груповому водопроводі при герметизації резервуарів і споруд, при ремонті трубопроводів, а також при ремонті корпусних деталей водопровідної арматури і насосів у Червоногвардійському УЗС Дриед/.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ '

І. Для відновлення водонепроникності і ремонту поверхневих пошкоджень МБК'запропоновані ефективні БПМК на основі модифікованого епоксикаучукового в’яжучого, що містять комплекс мінерально-металевих наповнювачів і армуюче БВ, Розроблені композиції мають високі фізико-механічні властивості /&в до ПО МПа, Вс до 130 МПа і Ка до 20 МП§/ при забезпеченності регулювання рухливості композиції.

' 2. Одержані структуровані Е'СМ, що відображують залежності ос- ■ новних механічних властивостей композиції - І?в, ]йс і.Ка. а також її рухливості, від факторів рецептури БПМК. їх аналіз дозволив кількісно оцінити впливі такого структурного факїору, як середня товщина плівки полімеру на твердих поверхнях. Установлено оптимальне по Кв і 5С значення <5*в /2,0 мкм/. Вплив С^ неоднозначний: значне підвищення Кв супроводжується істотним зниженням Ка і Р. Установлено, що оптимальним по Ї2В і Ес е середній або високий /0,6-0,§/ вміст ЧП в КН. При цьому вміст ГП повинен бути близьким до 0,05 від маси комплексу наповнювачів. , ’ г- ■

3. Установлено, що хаотичне армування БПМК доцільне при С^ до £% по масі. Подальше підвищення І?в композиції за рахунок збільшення вмісту БВ досягаоться його пошаровим укладенням або намоткою.

4. Установлено, що недостатня міцність зчеплення жорстких сйла-(ів БІШ з поверхнею основного металу може бути підвищена до Ra =

[2 МПа за рахунок використання технологічного заходу, який полягав і укладенні композиції на шар праймеру з ненаповненого в’яжучого, юпередньо нанесений на поверхню основного металу.

б. В результаті досліджень стійкості БПМК в воді і маслі одер-сано коефіцієнти стійкості і доведено, що БПМК мають високу водо-¡тійкість і зберігають міцність під впливом нафтопродуктів.

6. Розроблена методика оптимізаціТ рецептури БПМК, що викорис-?овув одержані структуровані ЕСМ і спрямована на задовільнення тех-іічних вимог, які пред’являються до БПШ при різних видах ремонту. Доведено, що система компонентів БПМК дозволяє керувати властивостями композиції в широких межах за рахунок зміни кількісного спів-

зідношення компонент ів.

7. Установлено, що зносостійкість БПМК підвищується Із збіль-зенням вмісту ЧП і БВ /при хаотичному армуванні до 2%7. Водоне-іроникність може бути підвищена до 4,5 МПа за рахунок орієнтованого армування безперервним БВ’ /при = 4% і вище/.

8. Дослідне впровадження технологій ремонту МБК із застосуван-іям БПМК підтвердило високі техніко-економічні показники і експлуата-іійні властивості розроблених ремонтних композицій.

Основні положення дисертації опубліковані в роботах:

І. Резник В.Б., Кисиленко М.Г., Строкон Д.Я. Волокнисто-армиро-занные полимербетоны тонкостенных несущих конструкций // Применение , эффективных П-бетонов в машиностроении и строительстве: Тез.докл,-й.-Вильнюс. 1989.- С.42-43. . . ■ •

'2. Кисиленко М.Г., Строкон Д.Я. Методика оптимизации параметров ремонтных композиций при восстановлении водонепроницаемости // Экспериментально-статистическое моделирование в компьютерном материр-поведёнии: Тез.докл. - К.-Одесса. 1993. - С.19-^0.

3. Строкон Д.Я. Разработка и исследование базальтоволокнистых полимерметаллических ремонтных композиций // Экспериментально-статистическое моделирование в компьютерном материаловедении: Тез. цокл. - К.-Одесса. 1993. - С.25-26.

4, Efficient repair pollmer compositions and technologies of

their us© / Keznik V,, Kiailenko M., Kovalenko A., Sharehunov A. Strokon D.,// VII International congreea on polimera in concrete Moscow. 1992*- p.572-578#

ГІІдп. до друку Ол<Мв . Формат 60х84г/ів-

Панір друк. ЛЬЇ . Спосіб друку офсетний. Умови, друк. арк. 0,82) • Умови. фярбО'ВІдб. 4,<6 . Обл.-вид. арк. -і, О ,

Тираж іОС . Зам, • Безплатно.,

Фірма «ВІПЬЛ»

232І5І, Київ, вул. Волинська, 60.